ATP水解

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ATP可以由线粒体等细胞器产生，细胞内的直接能源物质，ATP也叫三磷酸腺苷、腺三磷、腺苷三磷酸。

ATP水解是指ATP在酶的作用下，与一分子水化合，脱去一分子磷酸基团，生成ADP，并释放出大量能量的过程。

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能量的利用

在生物体内能量的转换和传递中,ATP是一种关键的物质。生物体的一切生命活动都离不开ATP。ATP是生物体内直接供给可利用能量的物质,是细胞内能量转换的“中转站”。各种形式的能量转换都是以ATP为中心环节的。生物体内由于有各种酶作为生物催化剂,同时又有细胞中生物膜系统的存在,因此,ATP中的能量可以直接转换成其他各种形式的能量,用于各项生命活动。这些能量形式主要有以下几种:

机械能 生物体内的细胞以及细胞内各种结构的运动都在做机械功,所消耗的就是机械能。例如,纤毛和鞭毛的摆动、肌细胞的收缩、细胞分裂期间染色体的运动等,都是由ATP提供能量来完成的。

电能 生物体内神经系统传导冲动和某些生物能够产生电流,所做的电功消耗的就是电能。电能也是由ATP所提供的能量转换而成的。

渗透能 细胞的主动运输是逆浓度梯度进行的,物质过膜移动所做的功消耗了能量,这些能量叫做渗透能,渗透能也来自ATP。

化学能 生物体内物质的合成需要化学能,小分子物质合成大分子物质时,必须有直接或间接的能量供应。另外,物质在分解的开始阶段,也需要化学能来活化成能量较高的物质(如葡萄糖活化成磷酸葡萄糖)。在生物体的物质代谢中,可以说到处都需要由ATP转换的化学能来做化学功。

光能 目前关于生物发光的生理机制还没有完全弄清楚,但是已经知道,用于发光的能量仍然直接来源于ATP。

热能 生物体内的热能,来源于有机物的氧化分解。大部分的热能通过各种途径向外界环境散发,只有一小部分热能用于维持细胞或恒温动物的体温。通常情况下,热能的形成往往是细胞能量转换和传递过程中的副产品。

总体介绍

在ATP的结构式中可以看出,腺嘌呤与核糖结合成腺苷,腺苷通过核糖中的第5位羟基,与3个相连的磷酸基团结合形成ATP。ATP中两个磷酸基团之间(也就是P与P之间)用“～”表示的化学键是高能磷酸键。高能磷酸键水解时,释放出的能量是正常的化学键的2倍以上。例如,ATP末端磷酸基团水解时,释放出的能量是30.54 kJ/mol,而6磷酸葡萄糖水解时,释放出的能量只有13.8 kJ/mol。一般说来,水解时释放20.92 kJ/mol以上能量的化合物就叫高能化合物。显然,ATP是一种高能化合物。各种细胞都是用ATP作为直接能源的。实际上,ATP是细胞内能量释放、储存、转移和利用的中心物质。